EPC电子标签技术论文（共4篇）
EPC电子标签技术论文 篇1
摘要：本文从EPC物联网的概念出发, 系统阐述电子商务物流发展中存在的问题并进一步分析EPC物联网技术在促进电子商务物流发展中所发挥的重要作用。
关键词：EPC,物联网,电子商务物流
在通信技术、互联网技术、射频识别技术等新技术的推动下, 一种能够实现人与人、人与机器、人与物乃至物与物之间直接沟通的全新网络构架—物联网正日渐清晰。物联网的核心—EPC技术逐渐成为企业进入E时代的桥梁。它的不断发展及在物流领域的应用对电子商务物流的发展有着巨大的推动作用。
一、EPC物联网技术概述
1. EPC的定义
EPC的全称是Electronic Product Code, 中文名称是电子产品码。EPC概念最初是由麻省理工学院的一位教授提出的, 它克服了条形码无法识别单品、只能接触识别、易破损丢失信息等缺点。继而几所世界著名大学联合成立Auto-ID中心, 提出了EPC全球系统的构想, 该系统以EPC代码为索引, 运用RFID技术依托Internet互联网技术实现对单品的惟一标识和跟踪。
2. EPC网络系统组成及作用
一个完整的EPC工作系统由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS (对象名称解析服务) 服务器、PML (实体标记语言) 服务器以及众多的数据库组成。
在由EPC标签、解读器、savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器及众多数据库组成的EPC网络结构当中解读器读出的EPC只是一个信息参考, 该信息经过网络传到ONS服务器找到该EPC对应的IP地址并获取该地址中存放的相关的物品信息。而采用分布式Savant软件系统处理和管理由解读器读取的一连串EPC信息Savant将EPC传给ONS, ONS指示Savant一个保存着产品文件的PML服务器查找该文件可由Savant复制, 因而文件中的产品信息就能传到供应链上。
二、电子商务物流发展现状及制约因素
经过20多年的发展, 我国的电子商务物流虽然取得了很多成果, 但与发达国家相比, 我们起步晚, 在基础设施、理论研究、人才培养等方面远不能适应电子商务的要求, 其发展过程主要存在着以下几个方面的问题。
1. 物流基础设施差
物流基础设施是进行物流作业的基本条件与物质基础, 它的优劣直接影响到物流作业的效率与作业成本。目前我国的物流设施依然较陈旧, 运输设施的区域布局不尽合理, 主要运输通道供需矛盾依然突出, 物流网点没有统一布局, 难以适应电子商务发展的要求。
2. 理论研究滞后, 物流技术还比较落后
尽管我国从20世纪80年代引进了物流概念, 但是我们对电子商务物流的研究相对落后。而如今出现的许多物流新理论、新概念、新技术, 我国物流理论工作者和实践者还刚刚接触, 对于集成化供应链管理、自动化立体仓库、全自动分拣系统、JIT等电子商务物流新理论新技术, 还有待于进一步消化和吸收。
3. 物流信息化和标准化程度低
目前我国物流企业各类信息技术的普及和应用程度还不高, 物流信息管理尚未实现自动化, 信息资源的利用尚未实现跨部门、跨行业整合, 政府缺乏规划引导和扶持, 对物流标准没有形成一套完整的体系, 导致我国的大多数物流企业的经营与服务水平不高。
4. 电子商务物流配送的社会化和专业化程度低, 难以形成规模化和专业化优势
目前我国物流配送模式中, 自营物流的占大多数, 这种自营物流基本处于小规模、作坊式的方式, 根本不具有规模化优势, 不能满足客户对物流服务的社会化和专业化的要求。
5. 电子商务物流教育落后, 专业人才缺乏
我国目前的物流从业人员接受物流知识系统教育的程度偏低, 素质相对较低, 他们无论是从年龄结构还是专业知识结构上都不符合电子商务物流发展的要求, 电子商务物流人才的短缺已经严重阻碍了电子商务物流的发展。
三、EPC物联网技术对电子商务物流发展的作用
EPC物联网技术的出现及不断发展将为电子商务物流的发展提供新的契机, 其对于电子商务物流的促进作用主要体现在以下几个方面:
1. 有助于物流服务质量的提升
EPC物联网通过对包裹进行统一的EPC编码, 并在包裹中嵌入EPC标签, 在物流途中通过RFID技术读取EPC编码信息, 并传输到处理中心供企业和消费者查询, 实现对物流过程的实时监控。这样就能有效提高物流服务的质量。
2. 基于RFID的EPC物联网技术有助于完善产品质量监控
基于RFID的EPC物联网技术从产品生产 (甚至是原材料生产) 开始, 就在产品中嵌入EPC标签, 记录产品生产、包装、存储、配送的整个流通过程。消费者在网上购物时, 只要根据卖家所提供的产品EPC标签, 就可以查询到产品从原材料到成品, 再到销售的整个过程及相关的信息, 从而决定是否购买。
3. 有利于改进物流技术水平, 发挥规模化优势
EPC物联网技术通过自动化增加生产力并限制人工干涉, 避免人为错误;取得即时的供应链动态资料, 实现供应链之完全可视化.加速物流的运送并改善对运送的掌握;减少多余的资料录入, 并且提高资料的正确性。这将有利于进一步降低物流企业间信息的周转费用, 增大配送中心的吞吐量, 发挥规模化优势。
4. 有利于优化供应链, 改善供应链管理
通过物联网, 企业可以实现对每一件产品的实时监控, 对物流体系进行管理, 不仅可对产品在供应链中的流通过程进行监督和信息共享, 还可对产品在供应链各阶段的信息进行分析和预测。通过对产品当前的信息进行预测, 估计出未来的趋势或意外发生的概率, 从而及时采取补救措施或预警, 极大提高企业对市场的反应能力, 加快了企业的反应速度。
四、结语
总之, 随着RFID及EPC技术不断成熟、应用成本 (单品价格、实施费用等) 逐步降低、标准逐步统一及数字信息技术在各行各业的广泛深入。EPC物联网技术将为电子商务物流的发展提供更有效的技术支持。
参考文献
[1]师启娟于天一:基于RFID的EPC新技术引领供应链发展[J].物流工程与管理, 2009
[2]孙凯:浅谈RFID技术在物流行业中的应用[J].信息与电脑, 2009 (11)
[3]李文生:基于电子商务下的物流配送研究[J].物流科技, 2007 (03)
EPC技术研究与组网方案 篇2
关键词：LTE,核心网,EPC,解决方案
近年来无线接入技术逐步宽带化, 无线接入技术的带宽的量级不断提升。通过将强大的高速无线接入技术和因特网创新相结合, 核心网实现了世界的连接。演进的核心网 (Evoloed Packet Core, EPC) 是移动宽带的基石, 有了它宽带无线接入和因特网业务的潜能得以充分发挥。
一、EPC的发展背景
在网络的未来演进中, LTE负责无线接入网的演进。3GPP提出的系统架构演进 (System Architecture Evolution, SAE) 负责分组核心网的演进, 通常也称为EPC。该工作项目与LTE工作项目关系密切。演进的分组系统 (Evolved Packet System) 覆盖无线接入、核心网和终端。
EPC的标准化进展:
1.可行性研究阶段。
2004年12月正式立项至2006年6月完成。主要是网络结构优化的可行性研究, 基准协议是3GPP TR 23.882;
2.Stage1 (需求阶段) 。
定义SAE的需求, 2006年12月完成。基准协议是3GPP TS 22.278;
3.Stage2 (技术实现阶段) 。
定义SAE的网络结构、功能实体及其相互接口。2008年6月完成。基准协议包括:3GPP TS 23.401、3GPP TS23.402。
4.Stage3 (协议实现阶段) 。
定义各接口上的具体协议。2009年3月完成。当前定的协议有:3GPP TR 24.801、3GPP TR 29.803、3GPP TR29.804。
二、EPC标准架构及网元功能
2.1 EPC架构的特点
1) 网络趋向扁平化, 优化处理用户数据业务。用户数据业务处理中涉及尽可能少的节点, 适应高速化的网络需求, 达到用户快速接入和报文快速转发;
2) EPC核心网架构秉承了控制与承载分离的理念, 将2G/3G分组域中SGSN的移动性管理、信令控制功能和媒体转发功能分离出来;
3) ALL IP承载, 从终端到网络实体、从控制面到用户面, 全部基于IP。
2.2 EPC的系统架构
如图1所示。
EPC包括移动网络管理设备、分组数据网关、服务网关、计费网关、计费控制单元、用户服务器、区域服务器等功能单元。
1) 移动管理设备 (MME) 在EPC中提供控制面功能, 包括:生成临时身份并分配给UE;保证对空闲用户的跟踪和记录;在切换中管理信令;基于从HSS中获取的数据对用户进行鉴权;管理NAS信令及相关的安全;管理用户面的承载。
2) 分组数据网关 (P-GW) 是接入PDN的分组网关, 功能包括:为用户分配IP地址;策略执行功能;计费支持功能;移动锚点功能。
3) 服务数据网关 (S-GW) 是用户面接入网关, 负责分组转发、路由和下行数据的缓冲, 并在跨e NB的切换中充当移动锚点。
4) 策略控制服务器 (PCRF) , 根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控。功能包括:控制网络资源、管理带宽以满足Qo S策略;提供计费功能;支持分组过滤。
5) 用户服务器 (HSS) 是用户数据管理网元, 提供鉴权和签约等功能。
三、EPC核心网组网方案
3.1 MME POOL组网方案
MME设备是EPC系统中关键的控制面节点, 在部署中通常集中设置;一旦MME设备发生故障, 带来的损害往往影响较大, 且故障恢复时间较长。针对MME的可靠性保护, 3GPP提出MME Pool概念。MME Pool指由一个或者多个MME组成的区域, MME Pool内每个e Node B与MME全互联。
MME POOL组网优势继承了SGSN POOL的组网优势并有增强, 体现在:
1) 负载均衡化:MME将负载动态反馈给e Node B, e Node B可以实时调整符合分发算法。
2) 过载控制优化:MME将过载信息通告给e Node B, 通过e Node B和SGW限制部分用户接入和寻呼, 避免设备过载。
MME POOL关键技术:1) 为用户分配MME Code, MMEC是由MME分配给UE, 用于标识已注册的MME节点, e Node B可以根据该标识为UE选择MME。2) 非接入层节点选择功能部件 (NNSF) .NNSF功能位于e Node B节点, 核心功能是选择MME, 选择原则是:负载均衡原理和减少跨MME的切换。
3.2智能管控方案
智能管道有三个关键点:
1) 流量管理及策略闭环, 功能包括流量管理;物联网业务保障;MBB网络可视化;策略闭环;Net Worker。应用类型有效率优化、体验提升、收入增加。
2) 智能计费, 功能包括:内容计费;实时计费;后向计费;页面流量提醒;流量详单。
3) 网络优化, 功能包括:Smartphone信令风暴优化;融合APN;OTA辅助;ODB欠费复通;MBB宽带提速;TCP加速、视频优化;URI过滤。
3.3 LTE与2G/3G之间的互操作
对于LTE部署而言, 与现存的接入网互操作实现IP连接是非常重要的。EPS提供了互操作的解决方案。互操作分为两类:
1) 对于PS业务, 需要分别解决LTE与2G、3G之间的互操作;
2) 对于CS业务, 需要分析LTE提供/不提供语音业务的切换方案。
(1) PS域互操作中引入非优切换和优化切换。非优切换:终端在LTE侧进行数据业务时, 测量UMTS信号并且决定切换。终端在LTE中断业务, 接入UMTS网络后继续业务。优化切换:LTE网络广播邻近UMTS网络信息, 并根据UE反馈的测量报告决定切换, 通过向UMTS进行注册、鉴权、系统协商及配置等过程, 信令流程遵从现有UMTS标准, 接入UMTS网络。
(2) CS域互操作分成两个阶段来实现:当LTE不部署语音业务, 语音采用2G/3G CS域承载;当LTE网络能提供语音业务时, 通过SR-VCC来实现。
3.4 LTE语音解决方案
3.4.1终端并发方案
终端同时可以在LTE和2G/3G接收数据, 但同时只能在一个网络发送数据;终端在LTE网络激活时, 利用其中一个接收机定期跳到2G/3G接收寻呼;终端收到2G/3G寻呼后, 在LTE侧通知MME, 并离开LTE网络来到2G/3G网络进行语音业务。
3.4.2 CSFB解决方案
当驻留在LTE网络的终端有语音业务时, 须网络辅助回到2G/3G网络, 由电路域提供。当运营商还没有部署IMS网络, 仅由CS域提供语音服务、LTE提供数据业务时, CSFB技术可以触发终端从LTE回落到2G/3G网络接入并进行CS业务。
3.4.3 SRVCC解决方案
搭建IMS网络实现Vo IP业务是SRVCC技术的前提, 此方案须在IMS域增加一个实体:VCC AS, 用于做被叫方的域选择, 以及LTE Vo IP到2G/3G CS的切换时媒体转换控制。
三种语音互操作解决方案比较:
1) 终端并发方案:优点是对现网改动小, 实现简单;缺点是终端成本高, 耗电大。
2) CSFB方案:优点是终端成本低, 耗电小;缺点是接通时延大。
3) SRVCC方案, 优点是终端成本低, 耗电小;缺点是LTE Vo IP容量小, 方案不成熟。
四、结束语
本文对EPC核心网标准发展、技术特点进行了研究, 并对EPC组网方案进行了阐述。希望本文对EPC的部署有借鉴作用。
参考文献
[1]陶勇.TD-LTE核心网EPC引入策略及组网方案研究.中国新通信.2014 (1)
[2]何红, 张树才.LTE与2G/3G网络的互操作分析.移动通信.2013 (12)
基于EPC技术的物联网应用研究 篇3
1 物联网与EPC的概念
到目前为止,各个行业对物联网的理解和定义各有侧重,并不完全一致。通俗地说,所谓物联网,是指通过射频识别技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。除传感技术和RFID技术外,GPS、视频识别、红外、激光、扫描等所有能够实现自动识别与物物通信的技术都可以成为物联网的信息采集技术。人们平常所说的传感网或者RFID网只是物联网的一种应用,但绝不是物联网的全部。而基于EPC技术的物联网(Internet of things)是一种典型的RFID网,它是在计算机互联网的基础上利用全球统一的物品编码技术、射频识别技术、无线数据通信技术等,实现全球范围内的单件产品的跟踪与追溯,从而有效提高供应链管理水平,降低物流成本,被誉为具有革命性意义的新技术,引起了世界各国企业的广泛关注。
EPC的概念最初由麻省理工学院Auto-ID中心在1999年提出,随后该中心开展了一系列的研究和测试,直至2003年5月,EPC及其应用走出了实验室。EPC是在全球统一标识系统(EAN·UCC系统)和计算机互联网的基础上,利用FRID与Internet的一项物流信息管理新技术,它通过给每一个实体分配一个全球唯一的代码来构建一个全球物品信息实时共享的实物互联网。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,勿需人的干预,而RFID是能够让物品“开口说话”的一种技术。在物联网中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
2 EPC系统的结构
EPC系统是一个非常先进的、综合性的复杂系统,其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准,它由EPC编码体系、射频识别系统及信息网路系统三个部分组成,主要包括六个方面,其构成如表1。
(1)全球产品电子代码编码体系
全球产品电子代码EPC编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准,它是EAN.UCC全球统一标识系统的拓展和延伸,是全球统一标识系统的重要组成部分,是EPC系统的核心与关键。EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。
(2)射频识别技术
RFID是一种高级的自动识别技术,利用它通过无线射频方式进行非接触式的全双工数据通信,以对实物目标加以识别。RFID标签由芯片和天线组成,每个标签具有惟一的产品电子码。
EPC系统的射频识别技术是实现EPC代码自动采集的功能模块,由射频标签和射频识读器组成。射频标签是产品电子代码(EPC)的载体,附着在可跟踪的物品上,在全球流通。射频识读器与信息系统相连,是读取标签中的EPC代码并将其输入网络信息系统的电子设备。
(3)信息网络系统
信息网络系统是由本地网络和全球互联网组成,是实现信息管理、信息流通的功能模块。EPC系统的信息网络系统是在全球英特网的基础上,通过Savant管理软件系统以及对象命名解析服务(ONS)和实体标记语言(PML)实现全球“实物互联”。
3 EPC系统工作流程
在由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的实物英特网中,其工作流程如下:
(1)识读器从标签上识读出EPC标签的编码信息。
(2)分布式Savant软件系统处理和管理由识读器读取的EPC标签信息。
(3)Savant将EPC传给ONS。
(4)ONS指示Sanant到一个保存产品文件的PML服务器的IP地址。
(5)PML服务器利用PML技术把产品信息传到供应链上。
EPC系统的工作流程如图1所示。
4 EPC技术的应用领域
物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大,它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品,选择起来得心应手。在物流领域,EPC系统的RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。生产组织大量使用RFID电子标签可以提高整个供应链和生产作业管理水平。
(1)零售业。今后人们到商场去购物,可能只要将货架上的商品放进购物车,然后推车出门就可以了。因为商店使用了EPC技术,在商店的出口装有RFID识读器,当有人把商品带出去的时候,识读器自动列出所购商品清单并通过结算系统自动在该人的账户上扣取相应的货款。这一技术还使得人们可以带着自己的物品进入超级市场,因为这些物品上的标签显示它们不属于这家商店,因此出门时也不会带来不必要的麻烦。
(2)物流业。货物的清点、查询、发货将变得非常简单和准确。仓库的管理效率更高,用人更少。车辆管理安装了相应系统之后,将有效降低空驶率,并为“智能交通”提供信息管理的平台。
(3)制造业。通过将EPC技术引入企业生产管理,可实现企业生产信息的自动实时录入,准确记录每一产品形成的全部过程和成本发生的因果信息,实现对物品在加工环节及以后的信息追踪和管理。
(4)有效防伪。由于消费者可以通过商品标签在网上查到有关商品的几乎全部信息,因此假冒产品将变得更加困难。这一技术对高值物品尤其有利。
(5)军事领域。一些国家已经开始在军需物资上使用RFID技术,以加强物资的管理、盘点和查询工作。美国军方早在20世纪90年代就开始采用RFID技术用于海湾战争中士兵个人信息识别,美国国防部要求2005年1月1日以后,所有军需物资都要使用RFID电子标签。
物联网与EPC技术的应用推广具有它的必然性、必要性和系统性,国际上已经开始了一些重要的实验性的应用。我国有关部门也已经看到了应用推广物联网与EPC技术的紧迫性和战略性,正在抓紧制定相关标准并在一些企业中进行试点。这一过程需要全社会各行各业的支持,尤其是大企业大公司的支持。
5 影响EPC技术推广应用的因素
EPC有着独特的技术优势和广阔的前景,能给我们带来巨大的便利,但它的推广和使用并非一帆风顺。目前,EPC系统在全球范围内处在研发阶段,它能否广泛应用所面临的挑战,主要来自于几个方面:硬件设施成本、系统准确性、标准问题,以及涉及个人隐私和安全问题。任何一个环节出现问题都将影响到整个系统的正常运行,阻碍EPC系统的推广和应用。
首先,EPC系统需要IT系统与读写器等硬件设施,一次性投资庞大。EPC普及的“瓶颈”之一,就是标签价格居高不下。据估计,只有标签的单价下降到10美分以下,才可能大规模应用于整箱整包的商品;下降到3美分以下,才有可能应用于单品。除了EPC标签,EPC读写器也是一笔巨大的开支,如果一个企业动辄就需要安装数十台、甚至上千台类似的机器,再加上计算机、局域网、应用软件、系统集成等费用,广大中小企业无疑只能望而却步。此外,业务流程改造所导致的直接或间接费用也不容忽视。
其次,由于液体和金属箔片对无线电信号的影响,射频识别标签的准确率只有80%左右,离“放心使用”的要求相距甚远。所以,虽然射频识别技术的应用环境得到了极大的改善,但离大规模实际应用所要求的成熟程度尚有一定差距。如何解决识别的精确性,也是个非常重要的问题。
另外,还有标准问题,频率标准方面,由于各国无线电频段用途的分配存在一定的差异,射频识别系统可能面临频率资源的限制。例如,UHF频段直接决定了射频标签能否应用于对通信距离有更高要求的供应链环境。而欧盟允许使用868MHz,美国和加拿大则允许使用915MHz,而日本则到最近才从原已分配给手机的频段中将950～956 MHz开放供RFID使用,但目前我国手机使用频段为900MHz,无线电委员会如何调整频段的使用还没有结论。这种情况会导致技术更加复杂,需要设计更多种类的标签和读写器,从而导致更高的成本。
最后,在物联网中,由于物体之间的联系更紧密,甚至物体和人也被连接起来,因此大量的数据及用户隐私如何得到保护,就成为亟待解决的问题。没有可靠安全机制,对于只读标签中的数据信息无法进行很好的保密,对于可读可写标签,还存在电子标签上的信息被恶意更改的隐患。如果电子标签中的信息被窃取甚至恶意更改,将带来无法估量的损失。而解决这些安全问题的唯一途径就是研究RFID标签加密技术。加密技术可用来防止未授权的窥探者取得或篡改电子标签信息,但目前只有少数RFID芯片能够处理压入加密钥等较复杂的工作。从国家安全的高度考虑,应该积极发展自己的RFID加密技术,而不能坐等别人研制相关的加密技术。
6 结束语
在物联网领域,我国和其他发达国家站到了同一个起跑线上。我国必须抓住历史机遇,突破一些关键技术和核心技术,建立自主化技术体系,形成具有自主知识产权的成果和可持续竞争力。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一驱动器,未来我国物联网行业发展前景广阔。
摘要：随着全球信息技术革命的深入和3G网络的建设,物联网被看作是推动世界经济复苏的重要动力,其核心技术基于RFID的EPC技术也因此倍受关注。作者对基于EPC技术的物联网的基本构成及工作流程进行分析,讨论了EPC技术的实际应用以及推广实施EPC技术所面临的障碍。
关键词：物联网,EPC,RFID,应用领域
参考文献
[1]任志宇,任沛然.物联网与EPC/RFID技术[J].森林工程,2006(1):67-69.
[2]甘勇,郑富娥.基于EPC技术的物联网在供应链的应用[J].商场现代化,2006(6):10-11.
[3]李如年.基于RFID技术的物联网研究[J].中国电子科学研究院学报,2009(12):594-597.
[4]师启娟,于天一.基于RFID的EPC新技术引领供应链发展[J].物流工程与管理,2009(2):71-73.
EPC电子标签技术论文 篇4
进度管理是工程项目管理中三大管理之一,特别是在EPC模式下进度管理的范畴扩大到设计阶段、采购阶段和施工阶段,工程中不稳定因素增加。由于在EPC模式下工程设计和施工都是由总承包商完成,那么设计和施工就不会存在图纸交底不明的问题,边设计边施工更是缩短了工期,使设计和施工进行搭接,极大提高了工程建设效率。但是与此同时,在紧凑的工程建设中各部门信息沟通协调就显得尤为重要,不然就会出现由于一个部门的延误,不能按期到位,而导致一系列的问题出现。因此在进度管理中,各阶段、各部门之间信息的交流和共享就十分关键。
BIM技术的应用给建筑行业带来了信息化的改革时机。BIM即建筑信息模型,是一种基于信息技术上的集各种信息(比如参数体量信息、材料信息、价格信息、地理信息等)于一个三维建筑中,为所有建筑参与者提供信息共享的平台。BIM技术使得建筑工程项目精细化、可视化、可模拟、具有共享性,在提高生产效率、节约成本、优化工期等方面都具有很大的优越性。在EPC承包模式下,从前期设计阶段到后期施工阶段,建筑信息得到最大程度的共享,设计师、采购师、建造师能够共用一个建筑信息模型,从云系统中进行相应数据的创建或获取,保证了信息传递的流畅性、便捷性,大大减少了由于多方交底不明而产生的问题,给进度管理提供一个信息化平台,对工程参与各方进行可视化管理。通过BIM这个平台,进度管理就能够贯穿整个建设过程,在设计、采购、施工三个方面集成统筹管理,形成动态进度控制管理机制,使得工程进度管理效益最大化。
二、EPC模式下工程进度管理概述
EPC模式下总包商需要对工程的设计、采购、施工进行全过程负责,业主对工程的控制直接减少为过程的监督检查等,大大加强了总承包商对工程的实际控制管理,在工程建设中EPC模式展示了很大的优越性。
2.1 EPC模式工程建设的优越性
1、EPC模式下总承包商统筹负责整个工程的设计、采购、施工过程,有利解决了设计、采购、施工互相衔接的问题,三者不再是相互独立的工作,在信息传达上会更加明晰流畅,从而有效提高了项目建设的整体优越性。
2、EPC模式下总成包商可以做到设计、采购与施工三个阶段互相搭接、互相交叉的建设模式,解决了传统模式下先设计,再采购,最后再施工而导致工期较长的问题,大大缩短了建设工期。
3、EPC模式下总承包商对整个工程建设的管理是全方位的,削弱了业主直接参与工程建设管理的权利,由此总承包商能够利用自身专业的人力资源、管理体系对工程进度进行管理,使得工程进度管理更加专业化、高效化。
2.2 EPC模式下进度管理的范畴
1、设计阶段的进度管理。工程在设计阶段的进度管理是材料采购进度控制和施工进度控制的前提,是实现建设工程进度总目标的重要组成部分。对设计阶段进行的进度管理主要是出图控制,通过编制项目设计计划和项目设计进度报告,将计划进度与实际的初步设计、技术设计和施工图设计等进行对比,检查设计计划的执行情况。
2、采购阶段的进度管理。因为材料采购巨大的数量,工程对材料的需求突击性强,由于工程规模的庞大,材料采购的种类繁多,采购进度与建设需求的矛盾较大。在采购阶段进行的进度管理主要是进行采购计划的编制和跟踪计划执行情况,通过采购计划与实际采购情况对比,综合进行采购进度管理。
3、施工阶段的进度管理。施工阶段的管理周期最长、不确定因素最大。施工项目经理部根据合同工期进行施工进度计划的编制,在实际施工过程中对现场进度进行检查,并与进度计划进行对比,及时发现进度延误情况,并采取措施保证工程进度计划的实现。
2.3 EPC模式下进度管理的难点
由于总承包商对进度的管理覆盖到工程建设的全周期内,各阶段的搭接工作会大大增加,进度计划中的每一个工作的时间控制也更为严格,进度管理的难度也大大增加。
1、EPC模式下总承包商需要对工程设计、采购和施工三个阶段进行进度管理控制,特别是在三者有交叉的情况下,进度管理的难度会大大增加,一旦各部门沟通协作不到位,出现人为因素产生的问题,如果不能及时得到解决,那么很难保证工程顺利进行。
2、EPC模式下各环节工作紧密相连,但是在工程建设中出现不可抗力因素而导致工程进度延误的情况是不可避免的。一旦出现突发情况,如果管理部门不能够及时解决,信息的沟通不顺畅,那么就对整个工程进度产生很大的影响。
三、基于BIM技术进度管理
BIM(Building Information Modeling)技术是在近十年来在以CAD技术为基础,发展起来的一种多维(如三维、四维、五维、n维)模型的一种信息集成技术,可以使工程项目建设的所有参与方都能在数字虚拟的真实建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型。BIM技术的应用对于工程项目进度管理的改革带来了很大的影响。BIM技术能够在事前进度和事中进度都进行有效的控制。
1、利用B I M技术能够在事前进行施工进度计划的可视化模拟并进行分析,发现计划的缺陷,从而有效完善施工进度计划,避免在实际施工中由于计划出错而导致一系列工程进度问题。
2、利用BIM技术和GIS技术集成模拟,形成材料采购、运输、堆放和使用的全方位管理,提高了资源的利用效率,避免工程资源供应链的问题,有效解决了建设资源的供应对工程进度的影响。
3、利用BIM技术能够进行不同专业图纸之间的碰撞检查,在设计阶段发现问题并及时修改,避免二次施工。
4、利用B I M技术能够增强各专业人员之间的信息交流。
BIM信息共享平台能够使得不同阶段、不同单位各种管理工作有机结合起来,提供一个协同化、集成化的工作平台,使得信息的沟通更加便捷,大大降低信息的流失程度。
四、EPC模式下工程项目进度BIM信息化管理平台的构建
BIM技术的应用是可以利用信息技术将二维CAD图纸转化为三维可视化模型,并赋予模型与工程相关的一切信息,在这个强大的信息平台上将进度管理从纸质处理工作中解放出来,能够对整个工程进度实现可视化管理。
在传统的进度管理中,进度管理人员的资料获取主要是依靠向各个部门进行问询,特别是在EPC模式下,总承包商承包范围较广,工作繁多,进度管理的资料数据复杂。大部分情况下进度管理人员在处理整个工程进度问题时缺乏设计清晰、界限明确的进度管理系统。
进度信息的获取和反馈的及时性和准确性都不太高,而且主要是通过人工操作来管理。而通过BIM技术能够将整个进度管理信息化,针对三个不同阶段分别进行进度信息管理。在一个管理平台上对设计、采购、施工三个阶段进行管理,对设计变更,采购延误,不可抗力等因素对进度计划的影响反应更加灵敏,能够及时将问题反馈到管理层,并下达最新指令措施解决问题。
4.1EPC模式下BIM模型的建立
工程项目由前期规划、图纸设计到现场施工是一个逐渐完善,逐渐成型的一个过程,那么在BIM平台下三维模型也是这样一个发展过程。
在设计阶段,设计部门确定工程项目的建筑初步模型,并且在与甲方沟通后进行调整。三维建筑模型可以使建筑设计更加直观,并且拥有一切设计信息。在确认好初步建筑模型后,交给设备、电气、结构专业,各专业分别在建筑模型上进行专业设计,之后并进行各专业设计的模型分析,协调解决各专业之间的问题,提前发现,提前修改,完善模型。
在采购阶段,BIM模型能够详细提供各分部分项工程的工程量及人、材、机信息,利用GIS系统与BIM模型平台相结合,对建筑供应链进行全程信息化管理,采购部门、供应商、工程部门能够对材料信息进行集成管理,极大提高了资源利用率,减少浪费,对资源的进度管理也由此更加全面和专业。
在施工阶段,在设计和采购的基础上形成的施工BIM模型结合进度计划可以形成进度的可视化管理,利用BIM技术进行施工进度多维模拟,在每周形象进度分析时可以将现场的施工现状照片与进度计划中的模型进行对比,具体的延误程度和延误原因都可以在BIM模型分析中得出,从而采取针对性措施进行管理。
4.2工程进度信息化管理平台
在EPC模式下进行进度管理需要从设计、采购、施工三个方面进行集成管理,由于部门之间的沟通不及时很容易造成工程进度的延误,而采用BIM平台进行施工进度管理,则能够有效解决信息沟通不及时的问题,对突发状况反应更加灵敏,使得进度管理更加全面,保证了工程进度效益。具体进度管理信息化平台如图1所示。在设计阶段,设计部门的建筑、结构、水电等专业在BIM平台上建立最初的三维模型,三维模型中的信息包括建筑构件几何信息、结构信息(钢筋布置、混凝土等级等)、水电安装等信息。在设计阶段可以利用MEP碰撞检查功能,可视化模拟分析各专业之间设计的冲突,特别是管道和结构两者之间的冲突问题能够很好的在设计阶段就检查出来,并提前进行相关专业的修改,避免在实际施工中出现此类问题,而导致返工、资源浪费等问题,也间接保证了工程进度。而进度管理人员则可以通过BIM协同平台动态监控设计人员的进度情况,并且与设计计划进行比较,第一时间发现问题、界定问题、反馈问题和解决问题。在传统设计中结构专业与管线设计是不在一个工作界面上的,所以很难避免管道与构件有冲突的状况,但如果利用冲突碰撞功能就能够提前进行修改,而不必等到施工过程中发现错误才进行工程变更。
在采购阶段,采购部门通过与供应商的洽谈能够对分部分项工程对材料的种类、数量等进行确定。在设计模型的基础上,采购部门将相关材料采购信息附加到构件中,形成采购模型。一方面采购部门能够通过采购模型清晰、快速、便捷地知道每一个分部分项工程的工程量和所需要采购的材料,对采购的控制更加细化和准确。而这样的功能在EPC模型下边设计边施工的工程会显得非常重要,因为此时设计、采购、施工环环相扣,一旦出现问题,工程进度将会受到很大的影响,所以采购部门需要精确及时知道设计出来的工程所需要的采购量,为现场施工做好充足准备。进度管理人员同时也可以利用采购模型,动态监控整个工程的采购情况,对提前或延误做出及时判断,并将问题第一时间反馈给采购部门。
在施工阶段,工程部编制施工进度计划,从总进度计划、二级进度计划到周进度计划,并将进度信息附加到采购模型中,形成施工模型。此时,进度管理人员可以通过可视化施工进度模拟和虚拟漫游等功能,将现场实际的进度情况与模拟的进度情况进行可视化对比。每天由现场施工人员和监理人员将工程进度信息录入到BIM协同平台中,比如现场施工进展照片、构件尺寸等信息。在施工进度模拟系统中可以将对应时间的计划进度可视化展现,与实际进度进行对比,不仅仅可以准确知道施工延误的具体分部分项工作、地点,还可以知道延误的程度,这样能够采取针对性的措施进行补救。例如图2就是以某楼盘为实例利用Navisworks软件进行的施工进度可视化模拟的六个阶段。
4.3存在的问题与建议
在EPC模式下推行BIM进度管理目前也存在着一些实际性的问题,比如在已经熟知传统管理模式下的人员无法适应BIM信息化管理平台,各项工程进度的实时信息需要有人员负责进行系统录入。在设计、采购、施工三者工作有交叉的情况下,管理人员不能够通过BIM平台进行统筹管理。
在系统平台的构建方面,目前国内外BIM软件种类很多,有的着重于建模,有的定位于造价,有的专注于项目管理平台,但是很多软件之间的信息交流有兼容性问题,没有一个统一的标准,这使得基于BIM的工程项目全过程管理平台的建立比较困难。
针对这些问题,本文在企业和政府两个层面提出了一些建议:
企业层面:
(1)加强管理人员专业化技能培训,包括设计人员、采购人员、成本人员和施工人员,强化BIM管理理念。
(2)建立BIM部门,对于信息化管理有专人进行负责。
政府层面:
(1)制定BIM行业相关标准,为BIM应用构建规范化平台。
(2)对国内BIM软件开发制定相关准入机制,解决目前国内BIM软件鱼目混杂的情况。
(3)大力鼓励EPC承包商利用BIM技术进行工程项目管理,获取丰富的BIM管理经验。
五、结语
EPC模式下工程项目进度管理相对于传统承包更加复杂和困难,需要统筹设计进度、采购进度、施工进度三个阶段,对信息的沟通与传递要求更高。采用BIM技术进行项目进度管理能够有效解决各部门间的信息传递共享问题,为各专业间的分工合作提供一个信息共享的平台,进度管理能够从前期设计、采购到施工过程中进行监控和管理,对突发状况作出相应补救措施。虽然BIM技术如今在国内的大部分运用还局限于造价这一方面,但是越来越多的工程人员发现BIM在整个工程建设周期中应用的价值。在EPC承包模式下,总承包商利用BIM信息协作平台进行进度管理能够对工程进度进行最大程度的掌控,减少总承包商的风险,提高了效益,BIM技术在EPC模式下进度管理的利用也会越来越广。
参考文献
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